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やすもりきせんばる
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1 神栄テクノロジー株式会社セミナーテーマ : 輸送包装試験による包装改善 2011/9/9 テーマ : 輸送包装試験による包装改善第 2 部 3. 包装設計と評価試験の関係 3-1. 輸送環境記録計 3-2. 衝撃試験 3-3. 緩衝材評価試験 3-4. 評価試験 4. 輸送包装試験による包装改善 4-1. 緩衝包装設計技法 4-2. 包装コストダウンへのアプローチ

2 ストレスレベルストレスレベルストレスレベル製品強度レベル3. 包装設計と評価試験の関係デザイン性保護輸送ストレス包装保護機能の向上各種試験エコ流通性適正包装の考え方包装レベル適正包装省資源化輸送輸送輸送輸送ストレスレベル損傷率壊れやすい壊れにくい壊れにくい包装コスト安価高価適正

包装レベル実輸送ストレス落下高落下高ささささ PSD ))))包装レベル製品強度(緩衝材の選定)(耐衝撃加速度)ストレスレベルストレスレベルストレスレベル損傷率輸送輸送輸送輸送ストレスレベル損傷率製品強度レベル最適包装壊れやすい壊れにくい壊れにくい壊れにくい包装コスト安価適正

3 包装レベル実輸送ストレス落下高落下高ささささ PSD ))))包装レベル製品強度(緩衝材の選定)(耐衝撃加速度)ストレスレベルストレスレベルストレスレベル損傷率輸送輸送輸送輸送ストレスレベル損傷率製品強度レベル最適包装壊れやすい壊れにくい壊れにくい壊れにくい包装コスト安価適正適正高価最適最適包装製品強度向上製品強度向上 + 輸送ストレスレベルストレスレベル低減 + 包装設計適正化適正包装のためののための緩衝包装設計技法 1 輸送環境調査包装レベル評価 2 製品強度試験 3 緩衝包装設計 ( 緩衝材選定 ) ストレス((((落下高落下高4 評価試験

4 適正包装のためののための緩衝包装設計技法 1 輸送環境調査 2 製品強度試験輸送環境記録計輸送環境をデータ化 ( 振動衝撃 ) 適正試験規格決定 3 緩衝包装設計 ( 緩衝材選定 ) トラック振動 4 評価試験荷役時の衝撃トラック荷台上の振動計測 PSD 獲得荷台上に記録計を設置 PSD( パワースペクトル密度 ) 解析振動試験加速度波形時間領域

5 時間圧縮と PSD 加速の例時間 T Treal Ttest G real T =β G G test m ( 製品固有 ) 加速度 G T T T T G real test test real test G G m real m test G = G T = T = β real test test real = β m 1m G real Treal: 実際の輸送時間 Ttest: 振動試験の時間 Greal: 実際に発生した PSD( 平均 PSD) Gtest: 加速した PSD( 振動試験で利用 ) β: 製品固有値 m: 加速係数 (3~6) 実働時間 =10h/RMS=0.34G 試験時間 =1h/RMS=0.61G 加速係数 m=4 1.E+00 PSD 1.E-01 1.E-02 1.E-03 1.E-04 1.E-05 1.E-06 加速 Hz 圧縮前圧縮後

6 貨物荷扱い計測落下高さ獲得 A 社倉庫顧客貨物仕分け時トラックへの積込み / 荷降ろし貨物内部に記録計を設置落下高さ決定の例回数落下高さヒストグラム ( 複数計測データ ) 落下高さ回数発生確率統計モデルにあてはめる ( 分布関数 ) 落下高さ保証確率から落下高さを設定発生確率 99% h 落下高さ

7 適正包装のためののための緩衝包装設計技法 1 輸送環境調査加速度 2 製品強度試験損傷領域非損傷領域 3 緩衝包装設計 ( 緩衝材選定 ) 4 評価試験衝撃試験装置速度変化ダメージバウンダリカーブ JIS-Z-0119 包装及び製品設計のための製品衝撃強さ試験方法製品がどこまで衝撃に耐えられるか製品破損特性を数値化 ( ダメージバウンダリーカーブ許容加速度許容速度変化 ) 損傷境界曲線 ( ダメージバウンダリカーブ ) 加速度 (m/s 2 or G) 速度変化 (m/s) 損傷領域非損傷領域 1 許容速度変化 2許容加速度最大加速度 (m/s 2 ) 速度変化 (m/s) ( 落下高さに比例 )

8 DBC 活用方法加速度損傷領域 60G 包装が必要と判断包装が不要と判断 3.96m/s 5m/s 6.26m/s 速度変化包装貨物落下試験高さh=50cm h=20cm V=(1+e) 2gh=6.26m/s V=(1+e) 2gh=3.96m/s e=1( 安全側 ) 包装設計側許容加速度 60G 以下に設計する必要あり製品設計側破損部位を改良する余地あり適正包装のためののための緩衝包装設計技法 1 輸送環境調査 2 製品強度試験 3 緩衝包装設計 ( 緩衝材選定 ) 緩衝材試験装置クッションカーブ JIS-Z-0235 包装用緩衝材 - 評価試験方法 4 評価試験緩衝材特性 ( 応力に対する最大加速度歪 ) の特性をデータ化

9 適正包装のためののための緩衝包装設計技法 1 輸送環境調査 2 製品強度試験 3 緩衝包装設計 ( 緩衝材選定 ) 落下試験装置振動試験装置 JIS-Z-0202 包装貨物 - 落下試験方法 JIS-Z-0232 包装貨物 - 振動試験方法 4 評価試験包装設計の妥当性を確認する最終試験落下試験装置の必要性人の手で落下

10 落下試験装置の必要性落下試験装置の落下落下試験装置の必要性人が手で落とす落下の精度が低い ( 落下姿勢が不安定 ) 製品へのダメージがばらつく製品が壊れたり壊れなかったり試験再現性が低い適切な対策が困難落下試験装置落下の精度高い ( 誰がやっても同じ結果 ) 製品へのダメージが同じ試験再現性が高い適切な対策がしやすい

11 落下試験の加速度管理加速度計測システム Shock Manager 500 ( 最大 12ch 計測 ) 包装設計を加速度値で管理許容加速度範囲内かどうか過剰包装になっていないか報告書に利用データ蓄積加速度ピックアップ各測定データの関係 Step1: 輸送環境調査落下高さ 60cm PSD 条件 Step2: 製品強度許容速度変化 4m/s 20cm(e=1) 許容加速度 38G 包装が必要か判定 Step3: 緩衝包装設計 ( 緩衝材選定 ) 落下高さ 60cm のクッションカーブを選択 38G 以下になる条件を探す緩衝材厚みを決定受圧面積の決定 Step4:1 落下試験落下高さ 60cm から落下加速度計測にて 38G 以下であることを確認 2 ランダム振動試験 (PSD)

12 4. 輸送包装試験による包装改善 4-1. 緩衝包装設計技法緩衝材どの程度の面積 ( 斜線 ) で製品を受けるか製品どのくらいの厚みが必要緩衝材厚みと受圧面積の決定ステップ落下高さ確定静的応力決定クッションカーブ検索受圧面積決定許容加速度値包装設計へ緩衝材厚み決定

13 緩衝材厚みと静的応力の算出加速度 (G) T a cm T X cm T = x G G a x T a T b cm G a 許容加速度 G x G b σ = x Ga σ a Gx mg σ = A mg A= σ σ a σ x σ b 静的応力 (kgf/cm 2 ) 最大歪 (%) T a cm T X cm T b cm S X σ x 静的応力 (kgf/cm^3) 突起物に対して緩衝材の変位量は満足しているか

14 4-2 包装コストダウンへのアプローチ緩衝包装設計ステップ各データの有無による包装コストを単純算出パターン 1 輸送環境調査データなし ( 落下試験の高さは 60cm(JIS 規格 LevelⅠ)) 衝撃強さ試験未実施 ( 許容加速度値が不明推定値 50G) パターン 2 輸送環境調査データあり ( 落下試験の高さ 40cm) 衝撃強さ試験未実施 ( 許容加速度値が不明推定値 50G) パターン 3 輸送環境調査データなし ( 落下試験の高さ 60cm(JIS 規格 LevelⅠ)) 衝撃強さ試験実施 ( 許容加速度値 70G) パターン 4 輸送環境調査データあり ( 落下試験の高さ 40cm) 衝撃強さ試験実施 ( 許容加速度値 70G) 緩衝材データは存在するものとするその他の条件製品質量 :15kg 重心位置 : 中央突起など : なし ( 底付しない ) 製品サイズ : cm 緩衝材形状 : コーナーパッド ( 各方向同厚み ) 年間販売台数 :5000 台緩衝材段ボール費用 : 以下の図参照緩衝材 ( コーナーパット 1 個 ) B C A 価格 ( 円 ) 体積 (cm^3)

15 段ボール価格 ( 円 ) 体積 (cm^3) C B A 包装材料コスト算出ステップ緩衝材厚さ面積製品寸法 + 緩衝材厚さ緩衝材体積段ボール体積緩衝材コストグラフより緩衝材費用を算出段ボールコストグラフより段ボール費用を算出包装材トータルコスト

落下高さ 60cm T = 46 4= 3.68 50 σ x = 46 0.04= 0.0368 50 旭化成ライフアンドリビング技術資料緩衝材受圧面積 46 = 0.04= 0.0368 50 15 A= = 407.

16 落下高さ 60cm T = 46 4= σ x = = 旭化成ライフアンドリビング技術資料緩衝材受圧面積 46 = 0.04= A= = σ x (cm 2 ) (kgf/cm 2 ) A = A 4 T=3.68cm 10.09cm V=( )^3-(10.09)^3 =1585cm^3

17 コーナーパッド体積 (1 個分 ) 1585cm 3 緩衝材 ( コーナーパット 1 個 ) 円価格 ( 円 ) y = x 体積 (cm^3) 緩衝材全体コスト = = 円 30cm 30cm 37.36cm 37.36cm 製品全体体積 =( 製品サイズ + 緩衝材厚 )^3 =37.36^3= cm^3 段ボール体積

18 段ボール体積 cm 3 段ボール円価格 ( 円 ) y = x 体積 (cm^3) トータル包装コスト = 段ボール + 緩衝材 = = 円パターン 1 包装コスト一覧項目数値単位製品質量体積耐衝撃性落下高さ静的応力面積厚さコーナーパッド包装費 ( 緩衝材 ) 包装費 ( 段ボール ) 包装コスト年間コスト , ,006,748.4 kg cm^3 G cm kgf/cm^2 cm^2 cm cm^3 円円円円

19 条件パターン 1 パターン 2 パターン 3 パターン 4 輸送環境データ衝撃強さデータ包装コスト ( 円 ) 2,001.3 年間コスト ( 円 ) 10,006,748.4 年間差額 ( 円 ) - パターン 2 包装コスト一覧製品質量体積耐衝撃性落下高さ静的応力面積厚さコーナーパッド包装費 ( 緩衝材 ) 包装費 ( 段ボール ) 包装コスト差額年間コスト , ,723,312.1 kg cm^3 G cm kgf/cm^2 cm^2 cm cm^3 円円円円円

20 条件パターン 1 パターン 2 パターン 3 パターン 4 輸送環境データ衝撃強さデータ包装コスト ( 円 ) 2, ,544.7 年間コスト ( 円 ) 10,006, ,723,312.1 年間差額 ( 円 ) - -2,283,436.4 パターン 3 包装コスト一覧項目製品質量体積耐衝撃性落下高さ静的応力面積厚さコーナーパッド包装費 ( 緩衝材 ) 包装費 ( 段ボール ) 包装コスト差額年間コスト数値 , ,245,100.2 単位 kg cm^3 G cm kgf/cm^2 cm^2 cm cm^3 円円円円円

21 条件パターン 1 パターン 2 パターン 3 パターン 4 輸送環境データ衝撃強さデータ包装コスト ( 円 ) 2, , ,849.0 年間コスト ( 円 ) 10,006, ,723, , 年間差額 ( 円 ) - -2,283, ,648.2 パターン 4 包装コスト一覧項目数値単位製品質量 15 kg 体積 cm^3 耐衝撃性 G 落下高さ cm 静的応力 kgf/cm^2 面積 cm^2 厚さ 1.75 cm コーナーパッド cm^3 包装費 ( 緩衝材 ) 円包装費 ( 段ボール ) 円包装コスト 1,415.0 円差額円年間コスト 7,074,994.2 円

22 条件パターン 1 パターン 2 パターン 3 パターン 4 輸送環境データ衝撃強さデータ包装コスト ( 円 ) 2, , , ,415.0 年間コスト ( 円 ) 10,006, ,723, ,245, ,074,994.2 年間差額 ( 円 ) - -2,283, , ,931,754.2 パターン別コスト比製品体積比 120 割合 (%) コスト製品体積 20 0 パターン 1 パターン 2 パターン 3 パターン 4

23 まとめ実輸送データ輸送環境記録計製品特性データ衝撃試験装置包装コストダウン効果が期待できる

Microsoft Word - YPTI PKG Test Report Sample.doc

Microsoft Word - YPTI PKG Test Report Sample.doc 包装試験レポート報告書 No. :YPTI-XXXX 供試品 : SAMPLE A ( 外形寸法幅 310 x 奥行 182 x 高さ 186 mm 重量 1501g) SAMPLE B ( 外形寸法幅 354 x 奥行 324 x 高さ 108 mm 重量 957g) SAMPLE C ( 外形寸法幅 354 x 奥行 324 x 高さ 108 mm 重量 437g) 包装形態 : 段ボール包装貨物